在集中式飲用水源地保護(hù)區(qū)環(huán)境檢測(cè)中，土壤中重金屬含量的檢測(cè)尤為重要，其含量能夠直接影響到水源的品質(zhì)，為此需要相關(guān)檢測(cè)部門做好對(duì)土壤重金屬的檢測(cè)和研究，從而時(shí)刻把控集中式飲用水源地的保護(hù)工作，提升當(dāng)?shù)氐乃雌焚|(zhì)，本文就對(duì)某市的集中式飲用水源保護(hù)區(qū)的土壤重金屬監(jiān)測(cè)進(jìn)行分析，從而為相關(guān)單位提供參考。

土壤保護(hù)問題一直以來都是我國環(huán)境保護(hù)工作的重點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)也是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。因此在人們水源地保護(hù)方面，對(duì)土壤中重金屬進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，可以提升人們對(duì)飲用水的質(zhì)量把控，從而避免發(fā)生污染水源的情況發(fā)生。

1 研究背景

隨著我國科學(xué)的高速發(fā)展，使得我國的人口數(shù)量以及城市的現(xiàn)代化建設(shè)不斷提升。但是高速的發(fā)展也為生態(tài)環(huán)境帶來一定的破壞，現(xiàn)階段我國土壤環(huán)境污染情況不容樂觀。

一般來說，環(huán)境當(dāng)中的重金屬都是以天然的形式存在于自然界當(dāng)中，但是隨著人們對(duì)于資源的高度利用，使得城市工業(yè)化和現(xiàn)代化的建設(shè)過程中，人們對(duì)于重金屬的大面積開采、冶煉以及建工制造，導(dǎo)致大量的重金屬進(jìn)入到環(huán)境當(dāng)中的土壤中。讓重金屬進(jìn)入到土壤后，不僅有著較大的毒性，也難以進(jìn)行降解，同時(shí)十分容易發(fā)生復(fù)合污染效應(yīng)，之后再經(jīng)過食物鏈富集放大，因此土壤中的重金屬污染越來越受到人們的重視。在集中式飲用水源地的環(huán)境問題，能夠直接影響到當(dāng)?shù)鼐用竦纳眢w健康，甚至影響到整個(gè)國家的整體生態(tài)環(huán)境健康，因此是我國一直以來重要的監(jiān)管區(qū)域。

但是現(xiàn)階段對(duì)于集中式飲用水源地的保護(hù)研究還不夠充分，使得社會(huì)中的集中地飲用水源地的土壤問題沒有得到良好的治理和管理。本文主要從對(duì)集中式水源地保護(hù)區(qū)內(nèi)的土壤環(huán)境問題著手，對(duì)土壤中多種重金屬物質(zhì)進(jìn)行積累、污染以及各種潛在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，從而為當(dāng)?shù)氐耐寥拉h(huán)境做出較為科學(xué)合理的質(zhì)量性評(píng)價(jià)，為相關(guān)部門的污染綜合治理提供可靠的理論支持。

2 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

2.1 土樣的采集

實(shí)驗(yàn)對(duì)象為某市的可供60萬人以上用水的大型集中式飲用水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)。當(dāng)?shù)氐臍夂驗(yàn)閬啛釒Ъ撅L(fēng)性氣候，其空氣溫暖濕潤(rùn)，同時(shí)具有較高的熱量資源，當(dāng)?shù)氐钠骄鶞囟葹?5.3～18.6℃。該地區(qū)全年平均降水量在1130～1650 mm之間。同時(shí)該地域?yàn)樾∏鹆甑貛В寥罏辄S棕壤。

在進(jìn)行該地域的土壤采集過程中，可以采用網(wǎng)格隨機(jī)布點(diǎn)的方式進(jìn)行保護(hù)區(qū)陸域范圍內(nèi)的土壤采集，采集中需要利用塑料工具將大約20 cm以內(nèi)的表層土壤進(jìn)行采集，并分為37個(gè)樣品，且都為混合樣品。之后在小范圍內(nèi)進(jìn)行多點(diǎn)的采樣，同樣進(jìn)行樣品的混合，最后再通過四分法來采集大于2 kg的土壤。在將全部的樣品進(jìn)行風(fēng)干之后，經(jīng)過0.32 mm的過濾篩進(jìn)行過濾，從而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。

2.2 重金屬總量的測(cè)定

本試驗(yàn)當(dāng)中，需要對(duì)以下8種重金屬物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，包含Hg、Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni。對(duì)這八種重金屬物質(zhì)進(jìn)行總量的測(cè)定，在前處理方面，需要利用鹽酸、硝酸、高氯酸以及氫氟酸進(jìn)行樣品的消解處理。其中對(duì)于土壤當(dāng)中的Cd元素，需要采用AAS(Atomic Absorption Spectroscopy,AAS.原子吸收光譜法）的方式進(jìn)行測(cè)量，而Hg則是需要利用樣品與氫化物發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)原子熒光法進(jìn)行測(cè)定；As需要采用AFS(Atomic Fluorescence Spectrometry,AFS.原子熒光光譜法）的方式進(jìn)行測(cè)定等等。

在進(jìn)行樣品的分析過程中，需要保障對(duì)土壤樣品做好良好的質(zhì)量管控，從而能夠讓樣品的測(cè)定均值以及試驗(yàn)的誤差在合理的范圍之內(nèi)，保障檢測(cè)過程的科學(xué)合理性。其中對(duì)于上述八種重金屬元素的測(cè)定，需要控制誤差在11%～16%之間，并且試驗(yàn)過程中需要事先將所有的試劑進(jìn)行剔除處理，使其成為去離子水。

2.3 單項(xiàng)污染指數(shù)和內(nèi)梅羅污染指數(shù)

其中對(duì)于單項(xiàng)污染指數(shù)而言，計(jì)算公式如下：

土壤單項(xiàng)污染指數(shù)（Pi）=土壤重金屬元素的測(cè)量值/重金屬元素質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值

而對(duì)于內(nèi)梅羅污染指數(shù)的具體計(jì)算公式如下：

內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)（Pn）=[（平均單項(xiàng)污染指數(shù)）2+（最大單項(xiàng)污染指數(shù)）2/2]-2。

在進(jìn)行重金屬的測(cè)量過程中，需要依據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其試驗(yàn)的結(jié)果如表1、表2所示。

由表1、表2的設(shè)定可以清晰地發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)通過計(jì)算得出的Pi以及Pn分別在1和0.65以下的時(shí)候，才可以表示為土壤中的重金屬成分安全，土壤為清潔狀態(tài)。

2.4 地積累指數(shù)法

采用地積累指數(shù)法，能夠?qū)ν寥喇?dāng)中的重金屬成分進(jìn)行污染等級(jí)的直接評(píng)估，因此是當(dāng)今社會(huì)對(duì)于沉積物以及土壤當(dāng)中的重金屬富集程度進(jìn)行測(cè)量的重要方法。

2.5 土壤重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

本試驗(yàn)當(dāng)中對(duì)于土壤的重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，采用的是Hakanson的形式，從而對(duì)土壤的研究區(qū)存在的重金屬成分系統(tǒng)性的評(píng)估。

所采用的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的方式所用的參比值，需要依據(jù)當(dāng)?shù)赝寥浪尸F(xiàn)的重金屬背景值。

3 結(jié)果以及分析

3.1 土壤重金屬含量

在經(jīng)過對(duì)37個(gè)不同的采集土壤樣品進(jìn)行試驗(yàn)和測(cè)量之后，可以得到八種重金屬的具體含量，其中除了Cd、Hg、As、Pb以外，剩下的四種重金屬都在國家的制定的標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，為此符合一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值，不屬于污染的范疇。并且全部八種重金屬的變異系數(shù)都在0.4～2.4之間，同時(shí)在測(cè)量中發(fā)現(xiàn)，Cd以及Hg存在著較大的變異系數(shù)，這就說明在該地區(qū)的土壤當(dāng)中Cd和Hg含量存在著較大的變異性，因此會(huì)受到外界的污染。

3.2 土壤重金屬超標(biāo)情況

本試驗(yàn)當(dāng)中，采用了單項(xiàng)污染指數(shù)法，以及內(nèi)梅洛綜合污染方法，來進(jìn)行如土壤中重金屬的評(píng)價(jià)。

通過單項(xiàng)污染物指數(shù)方法進(jìn)行評(píng)估后，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)的土壤樣品都有著不同程度的重金屬超標(biāo)。其中土壤中的Cd含量超標(biāo)嚴(yán)重，超標(biāo)含量已經(jīng)高達(dá)68.5%。通過詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析，并依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行污染等級(jí)的評(píng)級(jí)，土壤中的Cd成分已經(jīng)達(dá)到了重度污染的程度，但是剩余的重金屬成分都還在輕微污染的情況中。其中Pb和As有著一定的超標(biāo)出現(xiàn)，為此可以得出土壤中的Cd、Pb以及As成分有著不同程度的污染，同時(shí)Cd成分已經(jīng)有著一定程度的累積出現(xiàn)。

而通過內(nèi)梅洛綜合污染指數(shù)法的分析之后，對(duì)于土壤的37個(gè)不同的采集點(diǎn)的土壤樣品的采集，其中除了樣品中的31號(hào)樣品之外，其測(cè)量的Pn值都在1之下，為此絕大部分的土壤都在污染當(dāng)中，其中有大量的樣品的Pn值大于3.1每次，表明土壤以及受到重金屬的嚴(yán)重污染。但是這種測(cè)量評(píng)估的方法會(huì)在一定程度上夸大污染程度，為此需要在評(píng)估的過程中進(jìn)行實(shí)際清理的考量，社會(huì)上很多研究人員認(rèn)為采用這種方法不嚴(yán)謹(jǐn)。

3.3 土壤潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

經(jīng)過研究人員嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑囼?yàn)和分析，從八種不同的重金屬的測(cè)量含量來看，最具風(fēng)險(xiǎn)的重金屬物質(zhì)為Cd，其中最不具備風(fēng)險(xiǎn)的元素為Cr。通過對(duì)每一個(gè)單一的重金屬元在土壤中存在的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其中絕大部分都還在輕微的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)當(dāng)中，但是其中一部分的土壤當(dāng)中的Hg含量，潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)較高。分析結(jié)果同樣表明，有著接近90%的土壤樣品存在輕微的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，相關(guān)部門需要提高對(duì)土壤重金屬含量的重視，對(duì)其進(jìn)行有針對(duì)性的治理和檢測(cè)，保障在整個(gè)集中式飲用水源地區(qū)的水質(zhì)健康[2]。

4 總結(jié)

綜上所述，基于對(duì)集中式飲用水源地保護(hù)區(qū)土壤重金屬監(jiān)測(cè)研究，本文采用了兩種不同的方法進(jìn)行土壤重金屬含量的檢測(cè)，并對(duì)相應(yīng)的污染等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了相應(yīng)的表述，這樣的方式可以系統(tǒng)地體現(xiàn)該地區(qū)的土壤重金屬含量，幫助當(dāng)?shù)亟Y(jié)構(gòu)把控集中式飲用水源地的土壤環(huán)境。

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